JPH1193720A - 小型艇の故障診断装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】小型艇に搭載したジェットポンプの異常を検出
しジェットポンプの損傷を回避する。 【解決手段】許容領域判定手段１３ではスロットル開度
に基づいてテーブル参照により正常運転時の回転速度下
限値と回転速度上限値を設定し、運転状態判定手段１５
においてジェットポンプ回転速度と回転速度下限値及び
回転速度上限値とを比較し、ジェットポンプ回転速度が
回転速度下限値より低く、或いは回転速度上限値より高
いときは、メータパネル等に配設した運転者警告手段９
に対して警告信号を出力して異常を知らせると共に、燃
料噴射制御手段１６に対して出力制限信号を出力してエ
ンジン出力を制限する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、パーソナルウォー
タクラフト（Personal Water Craft）等の小型艇に採用
されている推進用ジェットポンプの異常を検出する小型
艇の故障診断装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】一般に、パーソナルウォータクラフト
（ＰＷＣ）等の小型艇では、エンジン出力軸に直結する
ジェットポンプから噴出する水により推進力を得てい
る。例えば、特開平４−１９１４０９号公報には、エン
ジンの出力軸と船尾に配設したジェットポンプとをカッ
プリングを介して連結し、エンジンにて上記ジェットポ
ンプを回転させると、このジェットポンプにより吸い込
まれた水が船体後方へ噴出されて推進力を発生する技術
が開示されている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】このように、ジェット
ポンプを備える小型艇では、水の噴流作用により推進力
を得るようにしているため、例えば着水或いは着岸する
ために浅瀬に小型艇を進入させると石、砂、藻草等の異
物がジェットポンプのインペラに噛み込まれ易く、その
まま無理な運転を継続すると上記インペラが損傷を受
け、或いはエンジン負荷が増大してしまう。

【０００４】この対策として、従来は航行時の音や、振
動などの変化や性能低下から運転者が異常を感じ取るこ
とで対処していた。

【０００５】しかし、運転者の異常を察知する能力は経
験や勘によるもので個人差があり、従って、初心者では
ジェットポンプの損傷を有効に回避することは困難であ
る。

【０００６】本発明は、上記事情に鑑み、ジェットポン
プに異常が生じた場合、直ちに運転者に知らせることか
できると共に、初心者であってもジェットポンプの損傷
を有効に回避し、或いは損傷の拡大を抑制することので
きる小型艇の故障診断装置を提供することを目的とす
る。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
本発明による第１の小型艇の故障診断装置は、エンジン
に連結するジェットポンプの回転により推力を得る小型
艇において、スロットル開度に基づきジェットポンプ回
転速度許容領域を設定する許容領域設定手段と、上記ジ
ェットポンプ回転速度許容領域とジェットポンプ回転速
度とを比較し、上記ジェットポンプ回転速度が上記ジェ
ットポンプ回転速度許容領域から外れているときは運転
者に警告を発する運転状態判定手段とを備えることを特
徴とする。

【０００８】第２の小型艇の故障診断装置は、エンジン
に連結するジェットポンプの回転により推力を得る小型
艇において、スロットル開度に基づきジェットポンプ回
転速度許容領域を設定する許容領域設定手段と、上記ジ
ェットポンプ回転速度許容領域とジェットポンプ回転速
度とを比較し、上記ジェットポンプ回転速度が上記ジェ
ットポンプ回転速度許容領域から外れているときは運転
者に警告を発すると共にエンジン制御系に対して出力制
限信号を出力する運転状態判定手段とを備えることを特
徴とする。

【０００９】第３の小型艇の故障診断装置は、第１の小
型艇の故障診断装置、或いは第２の小型艇の故障診断装
置において、前記許容領域設定手段ではスロットル全開
時にジェットポンプ回転速度許容領域を設定することを
特徴とする。

【００１０】すなわち、第１の小型艇の故障診断装置で
は、航行中のスロットル開度に基づきジェットポンプ回
転速度許容領域を設定し、ジェットポンプ回転速度が上
記ジェットポンプ回転速度許容領域から外れているとき
は、運転者に警告を発する。

【００１１】第２の小型艇の故障診断装置では、航行中
のスロットル開度に基づきジェットポンプ回転速度許容
領域を設定し、ジェットポンプ回転速度が上記ジェット
ポンプ回転速度許容領域から外れているときは、運転者
に警告を発すると共にエンジン制御系に対して出力制限
信号を出力する。

【００１２】第３の小型艇の故障診断装置では、第１の
小型艇の故障診断装置、或いは第２の小型艇の故障診断
装置において、ジェットポンプ回転速度がジェットポン
プ回転速度許容領域に収まっているかどうかをスロット
ル全開時に判定する。

【００１３】

【発明の実施の形態】以下、図面に基づいて本発明の一
実施の形態を説明する。図１〜図５に本発明の第１実施
の形態を示す。図２の符号１は図示しないパーソナルウ
ォータクラフト（ＰＷＣ）等の小型艇に搭載されている
エンジンで、このエンジン１の出力軸１ａが船尾側に配
設したジェットポンプ２から延出するインペラ軸３にカ
ップリング４を介して直結されている。尚、符号５はエ
ンジン１の燃料噴射系に設けたインジェクタ、６は吸気
系に配設したスロットル弁の開度を検出するスロットル
開度センサ、７が上記インペラ軸３に対設してインペラ
（図示せず）の回転速度を検出する回転速度センサ７で
ある。

【００１４】上記スロットル開度センサ６、回転速度セ
ンサ７が制御装置（ＥＣＵ）８の入力ポートに接続さ
れ、又上記インジェクタ５が出力ポートに接続されてい
る。更に、この出力ポートに上記小型艇のメータパネル
（図示せず）等に配設した警告灯、或いはスピーカ等の
運転者警告手段９が接続されている。

【００１５】上記制御装置８ではスロットル開度とジェ
ットポンプ回転速度との関係から、ジェットポンプ２の
故障診断を行い、ジェットポンプ２が故障と判定したと
きは運転者警告手段９に警告信号を出力すると共にイン
ジェクタ５から噴射する燃料噴射量を制限する。

【００１６】図１に示すように、上記制御装置８で実行
される故障診断機能が、スロットル開度算出手段１１、
ジェットポンプ回転速度算出手段１２、許容領域判定手
段１３、領域データ記憶手段１４、運転状態判定手段１
５、燃料噴射制御手段１６で構成されている。

【００１７】スロットル開度算出手段１１では、スロッ
トル開度センサ６からの出力信号に基づきスロットル開
度αを算出する。ジェットポンプ回転速度算出手段１２
では、回転速度センサ７からの出力信号に基づきジェッ
トポンプ回転速度ＮJを算出する。

【００１８】許容領域判定手段１３では、上記スロット
ル開度αに基づき領域データ記憶手段１４に記憶されて
いるマップを補間計算付で参照して、ジェットポンプ２
の回転速度上限値ＮJHと回転速度下限値ＮJLとを設定す
る。

【００１９】運転状態判定手段１５では、ジェットポン
プ回転速度ＮJと上記回転速度上限値ＮJH及び回転速度
下限値ＮJLとを比較し、上記ジェットポンプ回転速度Ｎ
Jが上記回転速度上限値ＮJHと回転速度下限値ＮJとの
間、すなわち許容領域に納まっているか否かを判定し、
許容領域から外れているときは運転者警告手段９に警告
信号を出力すると共に、燃料噴射制御手段１６に対して
噴射制限信号を出力する。

【００２０】燃料噴射制御手段１６では、上記スロット
ル開度αとジェットポンプ回転速度ＮJとに基づきイン
ジェクタ５に対する燃料噴射パルス幅Ｔｉを算出し、
又、上記運転状態判定手段１５から噴射制限信号が出力
されたときは上記燃料噴射パルス幅Ｔｉの上限を規制す
る。

【００２１】上記制御装置８における故障診断及び燃料
噴射制御は、具体的には図３、図４に示すフローチャー
トに従って実行される。図３に示す故障診断ルーチンは
所定時間毎に実行され、先ず、ステップＳ１でスロット
ル開度センサ６の出力値に基づいて算出したスロットル
開度αと回転速度センサ７の出力値に基づいて算出した
ジェットポンプ回転速度ＮJとを読込み、ステップＳ２
でスロットル開度αに基づき演算により或いは上限値マ
ップを補間計算付で参照してジェットポンプ２の回転速
度上限値ＮJHを設定し、又、ステップＳ３ではスロット
ル開度αに基づき演算により或いは下限値マップを補間
計算付で参照して回転速度下限値ＮJLを設定する。

【００２２】図５に示すように、上限値マップと下限値
マップには、正常運転時のスロットル開度αとジェット
ポンプ回転速度ＮJとの関係を調べ、更に航行条件によ
るばらつきを考慮し、スロットル開度αに対応するジェ
ットポンプ回転速度ＮJの許容値である回転速度上限値
ＮJHと回転速度下限値ＮJLとを実験などから求めて格納
されている。すなわち、ジェットポンプ回転速度ＮJが
回転速度下限値ＮJL以下のときは、ジェットポンプ２に
石、砂、藻草等の異物がジェットポンプ２を構成するイ
ンペラ等に噛み込まれた可能性があり、又、回転速度上
限値ＮJH異常のときはジェットポンプ２を構成するイン
ペラ等が損傷を受けた可能性がある。

【００２３】そして、ステップＳ４で、上記ジェットポ
ンプ回転速度ＮJと回転速度上限値ＮJH、及び回転速度
下限値ＮJLとを比較し、ジェットポンプ回転速度ＮJが
許容範囲（図５の斜線で示す範囲）に納まっていると判
定したときは（ＮJL≦ＮJ≦ＮJH）、ステップＳ５へ分
岐し、許容値判定フラグＦNGをクリアしてルーチンを抜
ける。

【００２４】一方、上記ステップＳ４で、ジェットポン
プ回転速度ＮJが許容範囲から外れていると判定したと
きは（ＮJL＞ＮJ、或いはＮJH＜ＮJ）、ステップＳ６へ
進み、上記許容値判定フラグＦNGをセットし、ステップ
Ｓ７でメータパネルに配設した運転者警告手段９へ警告
信号を出力してルーチンを抜ける。

【００２５】その結果、上記運転者警告手段９が警告灯
の場合には、この警告灯の点滅或いは点灯にて、又スピ
ーカの場合には音声にてジェットポンプ２の異常を運転
者に報知される。

【００２６】又、上記許容値判定フラグＦNGは、図４に
示す燃料噴射制御ルーチンにおいて読込まれる。このル
ーチンは所定時間毎に実行され、先ず、ステップＳ１１
でスロットル開度センサ６の出力値に基づいて算出した
スロットル開度αと回転速度センサ７の出力値に基づい
て算出したジェットポンプ回転速度ＮJとをパラメータ
としてマップを補間計算付で参照し、燃料噴射パルス幅
Ｔｉを設定する。

【００２７】尚、本実施の形態ではエンジン出力軸１ａ
とジェットポンプ２のインペラ軸３とがカップリング４
を介して直結されているため、エンジン回転速度に代え
てジェットポンプ回転速度ＮJを読込んでいるが、上記
両回転速度が相違する場合には、エンジン１に回転数セ
ンサを設け、この回転数センサの出力値に基づいて算出
したエンジン回転数ＮEとスロットル開度αとをパラメ
ータとして燃料噴射パルス幅Ｔｉを設定する。

【００２８】そして、ステップＳ１２で出力制限信号と
しての上記許容値判定フラグＦNGの値を参照し、ＦNG＝
０のときはステップＳ１７へジャンブし、上記燃料噴射
パルス幅Ｔｉを燃料噴射タイマにセットしてルーチンを
抜ける。

【００２９】一方、上記許容値判定フラグＦNGがＦNG＝
１のときは、ステップＳ１３へ進み、上記燃料噴射パル
ス幅Ｔｉと上限判定値ＴｉMAXとを比較する。この上限
判定値ＴｉMAXはエンジン最高出力を大幅に制限し、ジ
ェットポンプ２の損傷、或いは損傷の拡大を有効に回避
し、しかも岸へ辿り着くことの可能なエンジン出力を得
ることのできる値である。

【００３０】そして、ステップＳ１３で、Ｔｉ＞ＴｉMA
Xのときは、ステップＳ１４へ進み、燃料噴射パルス幅
Ｔｉを上記上限判定値ＴｉMAXで設定して（Ｔｉ←ＴｉM
AX）、ステップＳ１４へ進む。一方、Ｔｉ≦ＴｉMAXの
ときはステップＳ１５へジャンプする。

【００３１】ステップＳ１５では、ジェットポンプ回転
速度ＮJと過回転速度ＮJCUTとを比較し、ＮJ＞ＮJCUTの
過回転状態のときステップＳ１６へ進み、燃料噴射パル
ス幅ＴｉをＯに設定して（Ｔｉ←Ｏ）、ステップＳ１７
へ進む。一方、ＮJ≦ＮJCUTのときはステップＳ１７へ
ジャンプする。

【００３２】そして、ステップＳ１７で上記ステップＳ
１１，Ｓ１４或いはS1６で設定した燃料噴射パルス幅Ｔ
ｉを燃料噴射タイマにセットしてルーチンを抜ける。

【００３３】その結果、所定タイミングでインジェクタ
５から設定量の燃料が噴射され、或いはステップＳ１５
で過回転と判定されたときは燃料カットが実行される。

【００３４】このように、本実施の形態では、ジェット
ポンプ回転速度ＮJがスロットル開度αに基づいて設定
される回転速度上限値ＮJHと回転速度下限値ＮJLとで設
定される許容範囲から外れているときは、直ちにエンジ
ン出力を制限するようにしたので、ジェットポンプ回転
速度ＮJが回転速度下限値ＮJL以下のジェットポンプ２
に異物が噛み込まれた可能性が生じたとき、それ以降の
エンジン出力を制限することでインペラ等の損傷を未然
に回避し、又、ジェットポンプ回転速度ＮJが回転速度
上限値ＮJH以上のインペラ等が損傷を受けた可能性が生
じたときにも、それ以降のエンジン出力を制限すること
でインペラ等の損傷の拡大を有効に回避することができ
る。

【００３５】尚、本実施の形態ではジェットポンプ２に
異常か生じたときはエンジン出力を制限するようにして
いるが、エンジン出力を制限せず運転者に異常を報知す
るのみで簡易的に対処することも可能である。

【００３６】又、図６、図７に本発明の第２実施の形態
を示す。本実施の形態では、ジェットポンプ２の故障診
断をスロットル全開時に実行する。すなわち、スロット
ル全開時はジェットポンプ回転数の上昇度合い（吹き上
がり）が速いため、ジェットポンプ２に異物が噛み込ま
れた場合、直ちにエンジン出力を制限しないとインペラ
等の損傷が拡大する可能性がある。

【００３７】先ず、ステップＳ２１でスロットル開度セ
ンサ６の出力値に基づいて算出したスロットル開度αか
らスロットル弁が全開か否かを判定し、全開状態でない
ときはそのままルーチンを抜ける。一方、スロットル弁
が全開と判定したときは、ステップＳ２２へ進み、スロ
ットル全開後時間ＴWOTを読込む。

【００３８】そして、ステップＳ２３で上記スロットル
全開後時間ＴWOTに基づきテーブルを補間計算付で参照
して回転速度下限値ＮJLを設定し、続く、ステップＳ２
４で上記スロットル全開後時間ＴWOTに基づきテーブル
を補間計算付で参照して回転速度上限値ＮJHを設定す
る。

【００３９】図７に示すように、上記テーブルには、ス
ロットル全開後のジェットポンプ回転速度ＮJの上昇度
合い（吹き上がり特性）を調べ、その許容範囲を決定す
る回転速度下限値ＮJLと回転速度上限値ＮJHを実験など
から求めて格納されている。

【００４０】その後、ステップＳ２５で回転速度センサ
７の出力値に基づいて算出したジェットポンプ回転速度
ＮJと上記回転速度下限値ＮJL及び回転速度上限値ＮJH
とを比較し、ジェットポンプ回転速度ＮJが許容範囲
（図７の斜線で示す範囲）に納まっていると判定したと
きは（ＮJL≦ＮJ≦ＮJH）、ステップＳ２６へ分岐し、
許容値判定フラグＦNGをクリアしてルーチンを抜ける。

【００４１】一方、上記ステップＳ２５で、ジェットポ
ンプ回転速度ＮJが許容範囲から外れていると判定した
ときは（ＮJL＞ＮJ、或いはＮJH＜ＮJ）、ステップＳ２
７へ進み、上記許容値判定フラグＦNGをセットし、ステ
ップＳ２８でメータパネルに配設した運転者警告手段９
へ警告信号を出力してルーチンを抜ける。

【００４２】その結果、上記運転者警告手段９が警告灯
の場合には、この警告灯の点滅或いは点灯にて、又スピ
ーカの場合には音声にてジェットポンプ２の異常を運転
者に報知される。

【００４３】尚、燃料噴射制御ルーチンについては、第
１実施の形態と同様であるため説明を省略するが、スロ
ットル全開時にジェットポンプに異物が噛み込まれた場
合、燃料噴射量を制限しエンジン出力を直ちに低下させ
ることは、ジェットポンプを構成するインペラ等の損傷
を防止する手段として有効である。

【００４４】このように、本実施の形態によればスロッ
トル全開時の吹き上がり度合いにより、ジェットポンプ
２が異常を生じているか否かを判定するようにしたの
で、ジェットポンプを構成するインペラ等の損傷を防止
することができるばかりでなく、損傷の拡大を回避する
ことができる。

【００４５】尚、本発明は上記各実施の形態に限るもの
ではなく、例えばキャブレタ式エンジンのように燃料供
給量を制限することが技術的に難しい場合は、点火カッ
ト制御によりエンジン出力を制限するようにしても良
い。

【００４６】

【発明の効果】請求項１記載の発明によれば、航行中の
スロットル開度に基づきジェットポンプ回転速度許容領
域を設定し、ジェットポンプ回転速度が上記ジェットポ
ンプ回転速度許容領域から外れているときは、運転者に
警告を発するようにしたので、運転者は安心して小型艇
を航行させることができ、また、ジェットポンプに異常
が生じた場合、運転者は直ちに対処することができるの
で、ジェットポンプの損傷を有効に回避し、或いは損傷
の拡大を有効に防止することができる。

【００４７】請求項２記載の発明によれば、航行中のス
ロットル開度に基づきジェットポンプ回転速度許容領域
を設定し、ジェットポンプ回転速度が上記ジェットポン
プ回転速度許容領域から外れているときは、運転者に警
告を発すると共にエンジン制御系に対して出力制限信号
を出力するようにしたので、請求項１記載の発明の効果
に加え、ジェットポンプに異常が発生したときはエンジ
ン出力が直ちに制限され、ジェットポンプの損傷、或い
は損傷の拡大を有効に防止することができる。

【００４８】請求３記載の発明によれば、請求項１或い
は２記載の発明において、ジェットポンプ回転速度がジ
ェットポンプ回転速度許容領域に収まっているかどうか
をスロットル全開時に判定することで、ジェットポンプ
の回転速度の急激な上昇過程における異物の噛み込み等
による損傷を未然に防止することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】第１実施の形態による故障診断装置の機能ブロ
ック図

【図２】同、小型艇に搭載されたエンジン、ジェットポ
ンプ、制御装置、及び周辺機器の概略図

【図３】同、故障診断ルーチンを示すフローチャート

【図４】同、燃料噴射制御ルーチンを示すフローチャー
ト

【図５】同、回転速度上限値と回転速度下限値とを格納
するマップの説明図

【図６】第２実施の形態による故障診断ルーチンを示す
フローチャート

【図７】同、回転速度上限値と回転速度下限値とを格納
するテーブルの説明図

【符号の説明】

１…エンジン ２…ジェットポンプ １３…許容領域設定手段 １５…運転状態判定手段 ＮJ…ジェットポンプ回転速度 α…スロットル開度

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】エンジンに連結するジェットポンプの回転
   により推力を得る小型艇において、 スロットル開度に基づきジェットポンプ回転速度許容領
   域を設定する許容領域設定手段と、 上記ジェットポンプ回転速度許容領域とジェットポンプ
   回転速度とを比較し、上記ジェットポンプ回転速度が上
   記ジェットポンプ回転速度許容領域から外れているとき
   は運転者に警告を発する運転状態判定手段とを備えるこ
   とを特徴とする小型艇の故障診断装置。
2. 【請求項２】エンジンに連結するジェットポンプの回転
   により推力を得る小型艇において、 スロットル開度に基づきジェットポンプ回転速度許容領
   域を設定する許容領域設定手段と、 上記ジェットポンプ回転速度許容領域とジェットポンプ
   回転速度とを比較し、上記ジェットポンプ回転速度が上
   記ジェットポンプ回転速度許容領域から外れているとき
   は運転者に警告を発すると共にエンジン制御系に対して
   出力制限信号を出力する運転状態判定手段とを備えるこ
   とを特徴とする小型艇の故障診断装置。
3. 【請求項３】前記許容領域設定手段ではスロットル全開
   時にジェットポンプ回転速度許容領域を設定することを
   特徴とする請求項１或いは２記載の小型艇の故障診断装
   置。